大型工程結(jié)構(gòu)模態(tài)識別的理論和方法研究.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)的模態(tài)識別有著廣泛的應(yīng)用前景,識別的模態(tài)參數(shù)能夠被用來估計結(jié)構(gòu)的損傷和確定結(jié)構(gòu)未來的響應(yīng),因此,該技術(shù)能使用在橋梁的健康檢測和大型建筑的主動控制中.傳統(tǒng)識別方法利用被測試的輸入和輸出數(shù)據(jù)識別結(jié)構(gòu)的振動模態(tài),但是,對于大型工程結(jié)構(gòu)無論是實施人工激勵還是測試外部激勵都是困難的.九十年代后期,環(huán)境振動識別方法受到廣泛的關(guān)注,該方法利用測試的振動數(shù)據(jù)識別結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù),主要的識別方法有時間序列方法、ITD方法、ERA方法和隨機子空間識別

2、方法.系統(tǒng)辨識方法源于控制工程,它們利用離散的測試數(shù)據(jù)識別離散模型的模型參數(shù),并將模型參數(shù)轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù).事實上,結(jié)構(gòu)的振動模型是連續(xù)的動力學模型,基于連續(xù)模型參數(shù)識別的思想方法,本文提出利用離散的測試數(shù)據(jù)直接識別結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)的基本理論和方法.全面地研究環(huán)境振動識別方法的基本理論,系統(tǒng)地分析環(huán)境振動識別方法的主要方法,討論它們的優(yōu)點和不足;建立結(jié)構(gòu)動力學的有限元模型和試驗?zāi)Ｐ?分析有限元模型與試驗?zāi)Ｐ椭g的相互關(guān)系;改進諧波識別

3、中的MUSIC識別方法和相關(guān)函數(shù)識別方法,給出大型結(jié)構(gòu)模態(tài)識別的連續(xù)型的子空間分解識別方法和相關(guān)函數(shù)識別方法,這個方法是多元諧波識別方法;提出直接識別結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)和模態(tài)參數(shù)的最小二乘方法,這個方法利用導(dǎo)數(shù)的近似值代替導(dǎo)數(shù)值,并運用最小二乘方法識別結(jié)構(gòu)的物理參數(shù),討論導(dǎo)數(shù)近似值的選擇方法,分析算法的收斂性;通過仿真計算和模型實驗,研究高層框架結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)識別,驗證子空間分解識別方法、相關(guān)函數(shù)識別方法和最小二乘識別方法的有效性,算法的穩(wěn)